電磁鐵的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、電磁鐵的設(shè)計(jì)計(jì)算1原始數(shù)據(jù)工作制式為長(zhǎng)期 根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件 已知電磁鐵的工 作參數(shù)YDF-42電磁鐵為直流電磁鐵額定工作電壓UH=24V額定工作電壓時(shí)的工作電流 測(cè)試參數(shù)工作行程5 =1mmIH < 1A 2測(cè)試數(shù)據(jù)吸力 F=7.5kg 電阻 R=3.5Q4設(shè)計(jì)程序根據(jù)已測(cè)繪出的基本尺寸通過(guò)理論計(jì)算確定線(xiàn)圈的主要參數(shù)并驗(yàn)算校核所設(shè)計(jì)出的電磁鐵性能4.1確定銜鐵直徑dc電磁鐵銜鐵的工作行程比較小因此電磁吸力計(jì)算時(shí)只需考慮表面力的作用已知工作行程鐵的結(jié)構(gòu)因數(shù)5 =1mm時(shí)的吸合力 F=7.5kg貝U電磁K =F/ 5 7.5/ 0.1=27(1)電磁鐵的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)為平面柱擋板中心管式根據(jù)結(jié)構(gòu)

2、因數(shù)查參考資料，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度BP=10000高斯當(dāng)線(xiàn)圈長(zhǎng)度比銜鐵行程大的多時(shí)，可以不考慮螺管力的作用，認(rèn)為全部吸力都由表面力產(chǎn)生F= ( Bp /5000) 2 xn/ 4 X dc2(2)式中Bp磁感應(yīng)強(qiáng)度(高斯)dc活動(dòng)鐵心直徑(毫米)可以求得銜鐵直徑為dc=由吸力公式5800 X FBp5800 X 7.510000=1.59cm=15.9mm取 dc=16 mm4.2確定外殼內(nèi)徑D2在螺管式電磁鐵產(chǎn)品中 它的內(nèi)徑D2與鐵心直徑dc之比值n約為2 3 ,選取(3)式中D2外殼內(nèi)徑 毫米4.3確定線(xiàn)圈厚度n=2.7 D2=n x dc=2.76 X 16=28.16 毫米bk=D2-dc

3、2-式中bk(4)線(xiàn)圈厚度毫米-線(xiàn)圈骨架及絕緣厚度毫米 今取 =1.7毫米bk=28.16-162-1.7 =4.38 毫米今取bk=5毫米4.4確定線(xiàn)圈長(zhǎng)度線(xiàn)圈的高度lk與厚度bk比值為B，則線(xiàn)圈高度(5) Ik-線(xiàn)圈長(zhǎng)度毫米lk= 3x bkB值根據(jù)參考資料選取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為3 =3.4則線(xiàn)圈高度lk= bk=3.4X 5=17毫米4.5確定導(dǎo)線(xiàn)直徑導(dǎo)線(xiàn)直徑d= 4 XpX DcpX IWU(6)IW-線(xiàn)圈磁勢(shì)(安匝)約為總磁勢(shì)的1530% ,即式中 平均直徑 Dcp=dc+bk=0.016+0.005=0.021(米)IW= (IW)z + (IW) cm+ (IW)k式中(IW)z -消耗

4、在氣隙中的磁勢(shì)(IW)z=B pX51 0X 10-8(IW) cm和(IW)k消耗在鐵心中和非工作氣隙中磁勢(shì)的安匝數(shù)(IW) cm+ (IW)k= aX (IW)式中a =0.15 0.3由此可得線(xiàn)圈的磁勢(shì)為(IW)=BpXM 0X (1- a )X 10-8 (安匝)(7)式中Bp單位為高斯，5單位為厘米空氣導(dǎo)磁系數(shù)0=1.25 X 10-8亨/厘米電磁鐵在實(shí)際應(yīng)用時(shí)電壓可能降低至 85%UH為了保證在電壓降低后電磁鐵仍然能夠可靠地工作上式計(jì)算所得安匝數(shù)應(yīng)該是指電壓降低至0.85UH時(shí)的磁勢(shì) 用(IW)1表示(IW)1 =10000X 0.11.25 X 10-8X (1-0.3)X 10

5、-8 =1143安匝顯然，電源電壓為額定值時(shí)的磁勢(shì)為IW= (IW)10.85=1344安匝電磁鐵容許最高工作溫度240C，由參考資料選取 電阻系數(shù)P =0.03208歐.毫米2米d= 4p ?Dcp?IWU= 4X 0.03208X 0.021 X 134424=0.388毫米查線(xiàn)規(guī)表 其最鄰近的直徑為 d=0.41毫米帶絕緣后的直徑 d =0.45毫米4.6確定線(xiàn)圈匝數(shù)WW= 1.28(IW)jd2(8)式中j -容許電流密度(安毫米2),j=Iq 4U n Rd24 X 24 nX 3.5 X 0.412=51安毫米2(9)W=1.28(IW)jd2=1.28 X 134451 X 0.

6、41 2=200匝4.7確定電阻線(xiàn)圈平均匝長(zhǎng) Icp n (DH+D1)2(10)DH=D1+2bk式中DH -線(xiàn)圈外直徑(11) D仁de 理D1 -線(xiàn)圈內(nèi)直徑(12)D1=dc+2A =16+2X 1.7=19.4 毫米 DH=D1+2bk=19.4+2X 4.38=27.4 毫米 lcp=n (DH+D1)2 n (27.4+13.4)2=64毫米=0.064米線(xiàn)圈電阻下載文檔到電腦，查找使用更方便1下載券1385人已下載下載還剩2頁(yè)未讀，繼續(xù)閱讀R=p 40?Icp ?wn 4?d2=0.01991 X 0.064 X 10937t4X 0.252=28 歐 (13)現(xiàn)在已初步確定了電

7、磁鐵的結(jié)構(gòu)尺寸繪制電磁鐵結(jié)構(gòu)草圖如圖25特性驗(yàn)算雖然根據(jù)設(shè)計(jì)要求已完成了初步設(shè)計(jì)但是由于在初步設(shè)計(jì)中作了不少簡(jiǎn)化有些參數(shù)的選擇和估計(jì)是極其近似的因此為了電磁鐵的工作可靠起見(jiàn)還需要根據(jù)初步設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸和數(shù)據(jù)做進(jìn)一步詳細(xì)的驗(yàn)算5.1吸力計(jì)算F=( 5000 )2?1S(1+a5 )這樣氣隙中的磁通Z=IW?GZ?10-8(15)式中磁導(dǎo)GZ =(14)忽略鐵磁阻和漏磁通卩0?n dC245式中空氣導(dǎo)磁系數(shù)卩(16)0=1.25 X 10-8 亨/厘米GZ 和 0?n dC245 =1.25 X 10-8XnX 1.024 X 0.065 =15X 10-8 亨 Z=IW?GZ?10-8=961

8、X 15X 10-8 X 108=14415 麥?zhǔn)街衋修正系數(shù)取a =4S -鐵心截面積S=dC24X 1.02 4=0.785 厘米 2(17) F=( 5000 )2?1S(1+a5 )=(144155000)20.785 X (1+4 X 0.065)=8.4公斤可見(jiàn)吸力是滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的 線(xiàn)圈容許溫升 0 =110 C,卩m=12.89 X 10-4瓦厘米5.2線(xiàn)圈溫升計(jì)算 查參考資料可得散熱系數(shù)為2金屬骨架線(xiàn)圈其傳導(dǎo)能力較強(qiáng)n m- 1.7線(xiàn)圈的散熱表面S=n DH+ n mD1 lk=(2.74+1.7 X 1.34 )X 2.38=37.5 厘米 2線(xiàn)圈溫升0 =P mS12.89 X 10-4X 37.5=82.7 C(18)溫升小于110 C可見(jiàn)是合格的。6結(jié)論算簡(jiǎn)便的方法很大部分還只能依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 必要時(shí)作適當(dāng)修改本產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下電29.7